雷达地面目标识别技术现状与展望

雷达地面目标识别技术是空地导弹雷达导引头智能化和信息化的重要技术支撑手段。近年来,学者们对地面目标识别技术做了大量研究,但是随着现代化战争攻防对抗日益激烈,雷达地面目标识别技术的应用面临着诸多问题,成为长期制约精确制导武器发展的瓶颈因素。为了更好地使相关雷达从业者了解该领域的研究现状和未来的发展趋势,本文介绍了雷达目标识别技术的概念,总结了面向装备应用雷达地面目标识别存在的技术难点,对国内外研究现状进行了概括,最后对该技术的发展趋势进行了展望。

浅谈某新型地面活动目标侦校雷达

本文通过简单介绍某新型国产地面活动目标侦校雷达，并通过分析其新的功能和特点，反映出国产雷达实际应用及技术要求等方面的技术某新方向及设计某新理念，并简述其优越性。

基于贪婪-快速阈值迭代的SAR地面动目标稀疏表征算法

合成孔径雷达地面动目标成像(Synthetic Aperture Radar Ground Moving Target Imaging,SAR-GMTIm)技术通过在静止场景的SAR图像中检测运动目标响应,实现针对运动目标的重聚焦成像。通常情况下,地面运动目标回波响应相对于静止场景的回波(即杂波)具有较强的稀疏性,增强SAR-GMTIm成像结果的稀疏特征有利于目标分类和识别。现有的一阶算法如阈值迭代算法(Iterative Shrinkage-thresholding Algorithm,ISTA)及其改进方法,快速阈值迭代算法(Fast Iterative Shrinkage-thresholding Algorithm,FISTA)都可用于SAR-GMTIm稀疏特征增强,但都存在运算效率偏低,收敛速度较慢的问题。针对以上问题,本文提出了一种贪婪-快速阈值迭代算法(Greedy Fast Iterative Shrinkage-thresholding Algorithm,Greedy FISTA)用于SAR-GMTIm稀疏特征恢复。该算法基于重启动框架对FISTA进行改进,缩短了算法重启间隔和振荡周期,拥有比FISTA更快的收敛速度。本文利用Greedy FISTA针对SAR-GMTIm的仿真复数据以及美国空军实验室的Gotcha实测雷达数据进行成像实验,并对比Greedy FISTA和FISTA、ISTA在SAR动目标成像中达到同等精度所需的迭代次数,再结合相变热力图分析法对比三种算法的恢复性能。实验结果表明Greedy FISTA应用于SAR-GMTIm系统具有良好的成像效果,且在收敛速度和稀疏信号恢复方面相较传统阈值迭代算法及快速阈值迭代算法有明显优势。

基于零相关区序列集的空时自适应处理地面运动目标检测算法

在多发单收的合成孔径雷达-地面运动目标检测(SAR-GMTI)雷达系统中,虽然多颗卫星之间不需要数据传送就能在接收卫星上实现地面运动目标检测,但存在由于空间发射互相正交的一组波形而导致SAR成像相干积累的积分旁瓣过高的问题,从而影响对后续的图像域杂波相消性能。因此,文中提出了将空时自适应处理算法用于发射零相关区序列集(ZCZcodes)信号的星载多入单出系统,这样不用考虑积分旁瓣对SAR成像质量和图像域杂波相消性能带来的影响,且计算量较SAR-GMTI算法小,同样不需要数据传送也在接收卫星上实现了地面运动目标检测。仿真结果和性能分析验证了该方法的有效性。

基于Alpha稳定分布的地面动目标检测技术

多通道SAR/GMTI系统通过空时自适应处理(STAP)抑制杂波,可以有效降低系统的最小可检测速度(MDV),但在复杂探测环境中,杂波背景不再服从高斯分布,导致传统SAR-STAP方案在地面动目标指示应用中性能明显下降。针对这种情况,提出一种新的基于Alpha稳定分布杂波模型的动目标检测方案,该方案引入Alpha稳定分布代替高斯分布以建立非高斯杂波模型,在此基础上采用基于最小分数低阶矩无畸变准则的新型算法进行杂波抑制处理。通过仿真及实测数据对算法性能进行了验证,结果表明,该算法在非高斯杂波环境中性能明显优于原有算法。

美军地面战场态势感知系统发展启示

地面战场态势感知是空军实施地面目标精确打击和空地联合作战的基础。首先，分析了美军第一代地面战场态势感知系统及其核心传感器，参与历次战争和局部冲突的情况，系统在获取非对称优势过程中的作用；其次，分析了第二代系统传感器的关键性能，多平台感知网络的基本结构及其优势，系统建设的基本思路与作法；最后，结合美军的成功经验和我军实际，提出了推动我军相关系统建设的合理化建议。

SAR-GMTI匀加速运动假目标有源调制干扰方法

借鉴匀加速运动调制思想,提出了一种SAR-GMTI匀加速运动假目标有源调制干扰方法。详细确定了有源实现方式下各关键干扰参数,阐释了干扰成像结果,分析了速度、载频、斜距等侦察误差对干扰效果的影响,采用三孔径干涉对消方法研究了其对GMTI的对抗性能,并开展了基于实测数据的实验分析。该干扰样式携有逼真的匀加速运动特征,具有距离向相干、方位向部分相干的特点,可实现对SAR-GMTI的匀加速运动假目标干扰效果,是一种有效稳健的干扰方法。

机载三通道SAR/GMTI快速目标运动参数估计

针对常规SAR/GMTI系统无法获取快速目标信息的问题,提出一种基于解PRF模糊的快速目标检测和运动参数估计方法.首先将三通道SAR/GMTI数据在方位压缩后的距离频域两两对消抑制杂波,然后进行PRF模糊数估计.在方位压缩后的距离频域利用快速目标运动引起的模糊数与目标直线轨迹斜率的对应关系,通过Radon变换来搜索模糊数,同时得到目标轨迹直线斜率.已知直线斜率后进行方位徙动校正,并以最小熵准则搜索实现方位向聚焦,进而通过距离匹配滤波实现快速目标成像.仿真和实测数据结果均验证了该方法的有效性.

基于运动调制的SAR-GMTI余弦调相间歇采样假目标干扰

为解决对SAR-GMTI系统的多运动目标逼真欺骗问题,提出一种干扰新方法。该方法先对截获的信号进行运动调制和余弦调相,并对其间歇采样后转发出去。干扰信号经SAR成像处理后可形成网状分布的逼真运动假目标干扰效果,经GMTI处理后假目标受多通道的抑制和对消的影响会出现增强区和削弱区,但不会被对消。仿真实验证明了该方法用于欺骗SAR-GMTI系统的正确性和有效性。

一种高分辨机载SAR/GMTI雷达接收子系统

较详细介绍了一种高分辨机载合成孔径雷达及地面动目标检测(SAR/GMTI)雷达接收子系统。该系统采用的技术主要有:去调频宽带接收、基于直接数字频率合成(DDS)的宽带波形产生、机载环境下的低相噪频率合成及小型化结构设计等。采用该子系统的SAR已完成多载机平台试验及多用途飞行应用,获得了0. 5m×0. 5m分辨率和良好的动目标检测性能。

单通道干涉相位无模糊估计快速动目标速度

为了解决合成孔径雷达-地面动目标检测系统中快速运动目标径向速度过大导致模糊的问题,提出一种基于单通道两视干涉相位无模糊估计方法。该方法首先在距离频率构造两视数据,再将两视数据进行干涉处理。利用两视干涉相位与方位慢时间的关系无模糊估计径向速度,该方法具有不受相位缠绕影响的优点。分析了所提算法在杂波背景和多目标情况下的应用,并研究了所提算法应用条件和最大不模糊速度。通过仿真和实测数据处理验证了所提方法的有效性。与基于包络的单通道方法对比分析,所提算法具有估计精度高和运算复杂度低的优点。

基于概率分布的SAR-GMTI目标定位误差分析

由于地面上动目标存在径向速度,在合成孔径雷达成像(SAR)图像上产生方位向的位置偏移。为了能够在SAR图像上正确显示目标位置并对其聚集成像,需要对动目标重新定位。文中介绍了常用的多通道SAR地面动目标显示的定位误差分析方法,并提出了一种基于误差概率分布的定位精度分析新方法。该方法有效地将复图像的视数、相干性、信杂噪比、检测门限、干涉幅相统计特性有效结合,更符合实际情况,同时对系统定位指标设计具有较好的指导意义。

一种对SAR-GMTI的密集假目标干扰技术

针对合成孔径雷达-地面运动目标指示(SAR-GMTI)的快速发展,有效的干扰措施将是对抗SAR-GMTI的关键。虚假运动目标干扰能够产生逼真的虚假目标,但产生的虚假目标数量有限;噪声卷积干扰能够获得雷达匹配的处理增益,并且能够产生压制式的干扰效果。结合2种干扰特性,提出一种对SAR-GMTI的噪声卷积密集假目标干扰技术,该干扰技术能够产生大量的虚假运动目标,并且兼具欺骗式和压制式干扰效果。计算机仿真表明了该技术的有效性。

对SAR-GMTI的灵巧遮蔽干扰方法研究

提出了一种对SAR-GMTI灵巧遮蔽干扰方法。该方法通过匀加速运动调制实现方位向干扰的同时,对SAR信号进行余弦调相实现距离向干扰,将二者结合可在成像中形成区域遮蔽干扰效果,并以三通道干涉对消技术为例分析了其对多通道GMTI的对抗性能。该方法的优点有两个:一是遮蔽区域大小和位置均可以通过改变干扰参数进行灵活控制;二是干扰信号与SAR的距离向和方位向滤波器是基本匹配的,所需的干扰功率比较小。仿真实验证明了该方法对SAR成像和SAR-GMTI成像均具有很好的干扰效果。

基于运动调制的SAR-GMTI间歇采样遮蔽干扰方法

该文提出一种对SAR-GMTI的遮蔽干扰方法。该方法将截获的SAR信号进行间歇采样并对其运动调制后转发出去,利用运动调制效应在方位向上产生展宽和间歇采样转发在距离向上产生周期延拓的多假目标,二者结合形成灵巧遮蔽干扰效果,且干扰经多通道对消后无法被对消。此干扰独特之处在于能够将干扰能量仅出现在需要遮盖的运动目标上,从而更有效地利用了干扰能量。以三通道干涉对消为例着重分析了该方法对多通道GMTI的干扰原理。仿真实验证明了此干扰方法的正确性和有效性。

对SAR-GMTI的运动调制-步进移频复合干扰

提出一种对SAR-GMTI的干扰新方法:运动调制-步进移频复合干扰。该方法将干扰信号载频在脉间步进递增或递减变化,同时进行运动附加相位调制,可在SAR成像中形成区域遮蔽干扰效果,然后以三通道干涉对消技术为例分析了其对多通道GMTI的对抗性能。该方法的优点有两个:一是遮蔽区域大小和位置均可以通过改变干扰参数进行控制;二是干扰信号与SAR的距离和方位向滤波器是部分匹配的,因此所需的干扰功率比较小。仿真实验验证了此方法对SAR成像和SAR-GMTI成像均具有不错的干扰效果。

基于旋转天线的SAR-GMTI二维余弦调相转发干扰

论文针对多通道SAR-GMTI提出一种新的干扰方法:基于旋转天线的SAR-GMTI 2维余弦调相转发干扰。对干扰机截获的SAR信号进行距离向余弦调相的同时,利用干扰机天线旋转来实现方位向余弦调相,解决了工程上无法实现方位向余弦调相的难题,并采用三通道干涉对消方法分析了其对GMTI的对抗性能,该方法对SAR和SAR-GMTI均可产生2维"网状"多假目标干扰效果,可同时保护地面运动目标和静止目标。理论分析和仿真实验验证了该干扰方法的可行性和有效性。

散射波干扰对多通道SAR-GMTI的对抗性能分析

针对散射波干扰对多通道合成孔径雷达-地面动目标显示(SAR-GMTI)的对抗性能展开研究,文中给出了散射波干扰原理,分析了散射波干扰在SAR距离向和方位向的干扰效果,采用三通道干涉对消技术分析了散射波干扰对多通道GMTI的对抗性能。理论分析和仿真实验表明:散射波干扰对多通道SAR-GMTI仍然具有假目标干扰效果,由于多通道GMTI对干扰的抑制和对消,假目标幅度受正弦调制系数的影响将出现增强区和削弱区。

多通道SAR-GMTI二维余弦调相散射波干扰

针对多通道合成孔径雷达-地面动目标显示(SAR-GMTI)二维余弦调相散射波干扰展开深入研究.在传统SAR散射波干扰基础上,阐述了二维余弦调相散射波干扰原理,以双通道偏移相位中心天线(DPCA)技术为例分析了其对多通道SAR-GMTI的对抗性能,并以强散射性诱饵为散射目标进行了仿真实验和应用分析.理论分析和仿真实验表明:该方法对SAR-GMTI可产生携带真实目标散射信息的二维"网状"多假目标,并可通过合理配置干扰机和诱饵目标的数量和位置灵活控制干扰目标分布,通过诱饵目标运动实现更加逼真的动目标干扰效果.